XIX Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico

XIX Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico
ESTUDIO DEL EFECTO DEL SUSTITUYENTE SOBRE LA ESTABILIDAD DE
ASOCIACIÓN DE PUENTES DE HIDRÓGENO CONTROLADOS POR
TRANSFERENCIA ELECTRONICA
David Rodríguez Vázquez, Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño de la Universidad
Autónoma de Baja California, [email protected]. Coasesor Eduardo Martínez-González,
Asesor Carlos Eduardo Frontana Vázquez, [email protected], Centro de Investigación y
Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, S. C.
Planteamiento del problema
Recientemente se han empleado procesos de formación de puentes de hidrógeno
controlados por transferencia electrónica (ETCHB) para el desarrollo de numerosos
sistemas artificiales de reconocimiento molecular con aplicaciones específicas, como son
los sensores químicos y los interruptores moleculares. En este trabajo se estudiaron
procesos ETCHB entre radicales anión electrogenerados a partir de nitrocompuestos y
ureas bidentadas, con objeto de analizar el efecto del sustituyente tanto en el receptor
como en el donador de puente de hidrógeno sobre la estabilidad de formación de los
complejos. El entendimiento de estos efectos permitiría el diseño y desarrollo de
sistemas artificiales con aplicaciones cada vez más específicas, debido a que se ha
demostrado que su selectividad depende principalmente de la fuerza con que ocurren
las reacciones de reconocimiento.
Metodología
Se empleó un potenciostato (AUTOLAB PGSTAT 302N) para obtener voltamperogramas
cíclicos para el primer proceso de reducción de nitrocompuestos en presencia de
concentraciones crecientes de ureas bidentadas (0-0.0012 mol L-1), a una velocidad de
barrido de 0.1 V s-1, utilizando acetonitrilo como disolvente, hexafluorofosfato de
tetrabutilamonio como electrolito soporte y un electrodo de trabajo de carbón vítreo.
Antes de obtener cada voltamperograma se burbujeo la disolución con nitrógeno de alta
pureza. Mediante un ajuste no lineal de las variaciones experimentales del potencial en
función de la concentración del donador del puente de hidrógeno a un modelo
Nernstiano, se obtuvieron valores de constantes de asociación. Dichas constantes
fueron analizadas en función de la estructura química de las especies involucradas en
los fenómenos de reconocimiento.
Conclusiones
Se estudiaron procesos ETCHB empleando nitrocompuestos reducidos como receptores
de ureas bidentadas en medio aprótico. Los resultados revelan un efecto modulador del
sustituyente: grupos electroatractores en el donador de puente de hidrógeno
incrementan la estabilidad de las asociaciones, mientras que los electrodonadores
tienden a disminuirla; este efecto resulto inverso para las especies receptoras. Además
de esto, los resultados sugieren estequiometrias de asociación 1:1 y 2:1, en donde cada
molécula de urea se enlaza con una especie receptora en el primer caso y con dos en el
segundo. En general, este tipo de sistemas permitió la formación de complejos mucho
más estables (Keq ≈ 7,000) que los reportados en la literatura.
© Programa Interinstitucional para el Fortalecimiento de la Investigación y el Posgrado del Pacífico
Agosto 2014